青島嶗山灣、威海天鵝湖、唐山樂亭、日照順豐、長(zhǎng)島海草實(shí)驗(yàn)……中國(guó)海洋大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師張沛東辦公室里掛著一份手寫版的出海計(jì)劃圖,整個(gè)11月份團(tuán)隊(duì)成員出海5次,共計(jì)15天。
張沛東自開始鰻草海草床修復(fù)研究以來(lái),出海已是家常便飯。15年時(shí)間里,他和團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了鰻草高效促萌技術(shù)與途徑、鰻草苗種人工擴(kuò)繁與培育技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù)突破,完成海草床修復(fù)技術(shù)工程化應(yīng)用。如今已移植、繁育了2萬(wàn)余畝“海底草原”,極大恢復(fù)了相關(guān)海域的海底生態(tài)環(huán)境。
為近岸生態(tài)修復(fù)提供新思路
海草床與紅樹林、珊瑚礁并稱為三大典型近海海洋生態(tài)系統(tǒng),是國(guó)際公認(rèn)的最有效的碳封存生態(tài)系統(tǒng)之一。海草床具有極重要的生態(tài)服務(wù)功能,不僅能為眾多的海洋生物提供棲息、覓食、產(chǎn)卵和育幼等場(chǎng)所,也是重要的藍(lán)色碳匯。鰻草,也叫大葉藻,是溫帶海域海草床的主要植物之一。我國(guó)是海草床退化最為嚴(yán)重的國(guó)家之一,其中青島、威海和煙臺(tái)近岸海域超過80%的海草床已完全消失。因此,移植、繁育鰻草,修復(fù)海草床意義重大。
2006年,張沛東從中國(guó)海洋大學(xué)捕撈學(xué)專業(yè)博士畢業(yè)并留校任教,把鰻草海草床修復(fù)確定為研究方向。彼時(shí),美國(guó)等國(guó)家對(duì)鰻草都進(jìn)行了大量的研究,而國(guó)內(nèi)對(duì)鰻草的研究卻非常少,“上世紀(jì)80年代以后,國(guó)內(nèi)幾乎停止了對(duì)鰻草的研究,資料更是非常有限?!?/p>
同時(shí),張沛東還面臨著缺人、缺錢的窘境,“最開始只有一個(gè)學(xué)生跟著我研究鰻草。”這對(duì)張沛東來(lái)說無(wú)疑是巨大的挑戰(zhàn)。鰻草開花、受精、產(chǎn)生種子都是什么季節(jié)?增殖繁育時(shí)需要栽多深?張沛東帶著學(xué)生開始了最基礎(chǔ)的研究,海邊成了他們最常去的“實(shí)驗(yàn)室”。
2008年,張沛東團(tuán)隊(duì)申報(bào)的“典型海域大葉藻受損生物群落修復(fù)的研究”項(xiàng)目獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金支持,選定了榮成天鵝湖作為研究海域。這次項(xiàng)目資助,對(duì)團(tuán)隊(duì)來(lái)說無(wú)疑是雪中送炭。自此,榮成天鵝湖就像是他的“第二個(gè)辦公室”,張沛東在那里對(duì)鰻草進(jìn)行了大量基礎(chǔ)性調(diào)查研究。2010年項(xiàng)目結(jié)題時(shí),團(tuán)隊(duì)基本摸清了關(guān)于“大葉藻”的生長(zhǎng)過程,理清了其生活史,明確了榮成天鵝湖“大葉藻”草場(chǎng)生態(tài)環(huán)境及退化機(jī)理等。
15年的堅(jiān)守與付出,張沛東團(tuán)隊(duì)在海草床修復(fù)領(lǐng)域也取得一系列的成果,系統(tǒng)評(píng)價(jià)了山東半島典型海草床的關(guān)鍵生態(tài)過程、建立了鰻草高效促萌技術(shù)與途徑、鰻草苗種人工擴(kuò)繁與培育技術(shù)……以此為基礎(chǔ),張沛東制定了恢復(fù)海草床生態(tài)工程技術(shù)方案,為修復(fù)近岸生態(tài)提供了新的思路與途徑。
每年一半時(shí)間漂在海上
海草床修復(fù)技術(shù)最終要實(shí)現(xiàn)工程化應(yīng)用才能發(fā)揮出其最大價(jià)值。
2017年,海草床技術(shù)工程化應(yīng)用迎來(lái)了契機(jī),原山東省海洋與漁業(yè)廳提出在全國(guó)率先進(jìn)行海草床修復(fù),利用鰻草修復(fù)技術(shù),對(duì)威海天鵝湖、逍遙湖等水域進(jìn)行海草增殖。這讓張沛東的研究真正從實(shí)驗(yàn)室走向了大規(guī)模實(shí)際應(yīng)用。據(jù)了解,他們的技術(shù)應(yīng)用不僅僅在威海,還一路拓展到了煙臺(tái)、唐山等海域,修復(fù)養(yǎng)護(hù)的海草床面積已達(dá)到了2萬(wàn)余畝。
“‘海底草原’越來(lái)越廣袤,你的頭發(fā)卻越來(lái)越少。”這是同事經(jīng)常跟張沛東開的玩笑。海草床修復(fù)工作需要耗費(fèi)大量的精力,非常艱苦。
鰻草增殖、繁育受潮汐影響很大,每天低潮的時(shí)間窗口只有兩三個(gè)小時(shí),張沛東團(tuán)隊(duì)往往要在極短的時(shí)間內(nèi)完成一系列的工作。為此,團(tuán)隊(duì)多名師生專門學(xué)習(xí)了潛水,以提高工作時(shí)長(zhǎng)。冬天氣溫低,研究工作仍要進(jìn)行,手放到冰冷的海水里幾秒鐘就凍得沒有了知覺?!白钤绲臅r(shí)候,我們用罐頭瓶子裝點(diǎn)熱水,用布包著,冷了就用它暖暖手;曾經(jīng)還有學(xué)生下水前喝點(diǎn)酒抗寒,現(xiàn)在基本上下水前都會(huì)貼幾片暖寶寶?!睆埮鏂|說。
今年10月,張沛東團(tuán)隊(duì)成員去唐山曹妃甸工作了5天4夜。每天晚上9點(diǎn)左右坐船出發(fā),1個(gè)小時(shí)左右在低潮時(shí)達(dá)到目的地海域,進(jìn)行采樣、移植等一系列工作,漲潮時(shí)返回到岸邊要立即進(jìn)行樣品分析,直到凌晨五六點(diǎn)才能休息。休息不了多長(zhǎng)時(shí)間,就要起床準(zhǔn)備晚上出海物資,“一天下來(lái),睡覺的時(shí)間就只有三四個(gè)小時(shí)。”一年中,他們有約一半的時(shí)間要漂在海上。
工程化應(yīng)用的過程也是技術(shù)優(yōu)化的過程,張沛東團(tuán)隊(duì)也在不斷進(jìn)行著技術(shù)更新。日前,該團(tuán)隊(duì)申報(bào)的“海洋碳匯——海草床生態(tài)修復(fù)系統(tǒng)”項(xiàng)目榮獲第十屆“母親河獎(jiǎng)”綠色項(xiàng)目獎(jiǎng)。該項(xiàng)目?jī)?yōu)化了海草床生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)關(guān)鍵技術(shù),突破了海草床修復(fù)效率低的技術(shù)瓶頸,研制了高效的海草機(jī)械輔助增殖裝置和設(shè)備,形成了完整的海草床生態(tài)修復(fù)技術(shù)鏈條,不僅有效提升了我國(guó)海草床生態(tài)修復(fù)的技術(shù)水平,也促進(jìn)了我國(guó)海草床生態(tài)修復(fù)工程的規(guī)?;_展,推動(dòng)我國(guó)海草床的生態(tài)修復(fù)進(jìn)入集約高效的2.0時(shí)代。
過去的15年時(shí)間里,張沛東團(tuán)隊(duì)獲得授權(quán)國(guó)家發(fā)明專利10余項(xiàng),獲第五屆中國(guó)水產(chǎn)學(xué)會(huì)范蠡科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)、山東省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)、國(guó)家海洋局海洋創(chuàng)新成果獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)等省部級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)5項(xiàng)。
打造海洋綠色生態(tài)牧場(chǎng)
海洋是一個(gè)生態(tài)系統(tǒng),海草床修復(fù)僅僅是其中一個(gè)方面,更重要的是融合發(fā)展。張沛東團(tuán)隊(duì)在前期理論研究與工程實(shí)踐技術(shù)基礎(chǔ)上,已開始探索高效海草床生態(tài)修復(fù)技術(shù)和生態(tài)工程措施,尋求海草床生態(tài)修復(fù)融合發(fā)展和固碳增匯模式等新技術(shù)和新模式,以此打通海草床利用的“最后一公里”。
張沛東表示,海草床未來(lái)可以打造成綠色生態(tài)牧場(chǎng),就像在陸地草原上放牧牛羊一樣,在上面養(yǎng)殖海參、蝦蟹等。“我們進(jìn)行了刺參增養(yǎng)殖實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示在鰻草草床內(nèi)增養(yǎng)殖的海參存活率接近百分之百,而且鰻草草床增養(yǎng)殖的海參營(yíng)養(yǎng)價(jià)值也高于其他生境增養(yǎng)殖的海參?!?/p>
“鰻草木質(zhì)素含量非常高,其葉子脫落后通常會(huì)沉積到海底形成沉積物,海底環(huán)境缺氧,葉片分解得少,因此其固碳能力就比較強(qiáng)。而且溫帶海草床的更新率20多天一次,對(duì)比下來(lái)海草床固碳能力遠(yuǎn)超陸地上的森林。”張沛東介紹,他們團(tuán)隊(duì)還在唐山、威海、長(zhǎng)島等地對(duì)海草床固碳能力進(jìn)行研究,以更好服務(wù)于國(guó)家“雙碳”目標(biāo)。同時(shí),他還將進(jìn)行海草床高值利用研究,開發(fā)海草系列產(chǎn)品。
張沛東期待著,未來(lái)海草床可以得到更大范圍的修復(fù),真正把海草床變成“金山銀山”。